水分调控对甘肃引黄灌区枸杞间作红豆草生产力及水分利用的影响

发布时间：2020-11-09 10:36

　　 针对甘肃引黄灌区枸杞传统种植模式下连作障碍严重、生产力及水分利用低下等问题,探究科学合理的种植模式和水分调控模式已成为当地枸杞产业研究的重点内容之一。本文以枸杞和红豆草为研究对象,设置了3种水分处理(充分灌水:75%~85%(W1)、轻度亏水:65%~75%(W2)、中度亏水:55%~65%(W3))和3种种植模式(枸杞单作(DG)、红豆草单作(DH)、枸杞间作红豆草(JZ)),研究水分调控和间作模式对土壤环境、作物生长、光合、产量及水分利用效率的影响,分析叶片和农田尺度水分利用效率的相关性,得出适宜当地枸杞和红豆草高产高效的水分调控模式和种植模式。主要研究结论如下:(1)随亏水程度的加深,各处理0-120 cm土层平均含水率呈减小趋势;W2和W3处理下,间作较相应单作含水率减小了2.93%~5.30%。随深度的增加,各处理土壤含水率呈先增后减趋势,在60 cm或80 cm处取得最大值;W3处理下,间作较枸杞单作增加了7、8月份0-60 cm土层的含水率。间作模式下,总耗水量随亏水程度的加剧呈递减趋势。轻度亏水有利于提高枸杞单作与间作0-60cm各土层的有机质含量。与枸杞单作相比,间作使0-20 cm土层有机质增加了14.88%~32.95%,铵态氮减小了2.53%~6.38%。W2处理下,间作较相应单作减少了0-60 cm各土层硝态氮含量。(2)随亏水程度的加深,枸杞株高和地径增长量呈先增后减趋势,南北/东西冠幅增长量呈递减趋势。水分处理相同时,间作对枸杞地径和冠幅增长量影响不显著,但W2处理下,间作使枸杞株高增长量显著提高了24.21%。随亏水程度的加深,红豆草株高逐渐降低,且同一水分调控下表现为间作低于单作。随刈割次数的增加,红豆草粗蛋白含量增加了3.21%~29.54%,酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量依次减小了11.52%~21.21%和11.51%~14.75%。W1处理下,红豆草间作第二茬牧草的品质较好,且间作较红豆草单作粗蛋白含量提高了2.21%,酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量分别减小了2.43%和0.72%。(3)随亏水程度的加深,红豆草单作和间作的叶绿素含量呈递减趋势;枸杞单作和间作的叶绿素含量分别在W1和W2处理下最大。W2和W3处理下,间作使枸杞叶绿素含量提高了8.95%和5.27%。枸杞、红豆草净光合速率和蒸腾速率日均值随亏水程度的加深逐渐减小。枸杞叶片水分利用效率日均值在W3处理下最高,且间作较单作显著增加了2.81%。W1处理下,红豆草间作叶片水分利用效率日均值最高,且间作较单作显著增加了23.98%。(4)W2处理下,枸杞单作的干果产量和水分利用效率最高(2546.80kg·hm~(-2)、4.87 kg·hm~(-2)·mm~(-1))。随亏水程度的加深,红豆草单作和枸杞间作红豆草模式下总产量和系统水分利用效率呈递减趋势。W1处理下,枸杞间作较单作干果产量显著增加了9.69%,红豆草间作与单作干草产量差异不显著。受枸杞和红豆草收获物产量差异的影响,水分利用效率整体表现为枸杞间作红豆草红豆草单作枸杞单作,且同一水分调控下,间作系统较单作平均水分利用效率提高了80.86%~109.66%。(5)基于枸杞、红豆草不同尺度下水分利用效率相关性分析表明,枸杞叶片和农田水分利用效率间不存在显著相关,红豆草叶片和农田水分利用效率间存在显著正相关。综合得出,轻度亏水(土壤水分维持在田间持水量的65%~75%)有利于枸杞单作获得较高的产量和水分利用效率;充分灌水(土壤水分维持在田间持水量的75%~85%)时,枸杞间作红豆草可提高枸杞产量、牧草品质和系统水分利用效率。
【学位单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：S567.19;S541.4
【部分图文】：

水分调控对甘肃引黄灌区枸杞间作红豆草生产力及水分利用的影响7图1-1技术路线图Fig.1-1Researchframework1.5主要创新点以往研究主要集中于枸杞单作模式下的生产力及水分利用效率研究，本文打破了枸杞传统的种植模式，提出了枸杞间作红豆草的种植模式，并结合不同水分处理，探讨适宜枸杞间作红豆草的水分调控模式，为甘肃引黄灌区枸杞合理种植和高效灌溉提供理论依据。

甘肃农业大学2020届硕士学位论文8第二章试验设计与方法2.1研究区概况田间试验于2019年4月-9月在甘肃省白银市景泰县景电管理局灌溉试验站（东经104°08′，北纬37°23′，海拔2028m）进行。试验站年均降水量201.6mm，年均蒸发量2361mm，年均气温8.5℃，无霜期191d，为温带干旱型大陆气候。试验区土壤类型为壤土，干容重为1.61g·cm-3，田间持水量为24.1%。图2-1是2019年试验区枸杞与红豆草生育期间降水与平均气温分布，表2-1是土壤基础化学性质。图2-12019年试验区枸杞与红豆草生育期间降水量与气温Fig.2-1RainfallandtemperatureduringthegrowthperiodofLyciumbarbarumandSainfoinattheexperimentalstationin2019表2-1土壤基础化学性质Table2-1Basicchemicalpropertiesofsoil土层深度Soildepth/cm有机质Organicmatter/g·kg-1硝态氮Nitratenitrogen/mg·kg-1铵态氮Ammoniumnitrogen/mg·kg-10-207.2312.625.2820-405.8011.384.0040-605.239.663.742.2试验设计试验以枸杞（宁杞1号，4年生）和红豆草（甘肃红豆草，当年播种）为研究对象，设水分调控和种植模式两个因素，其中水分调控为充分灌水（W1）、

甘肃农业大学2020届硕士学位论文14W1、W2和W3条件下枸杞间作红豆草较枸杞单作分别减少了0.93%、5.30%和2.93%；W1条件下枸杞间作红豆草较红豆草单作增加了2.63%，W2和W3条件下依次减小了2.97%和5.10%。图3-1不同处理下0-120cm土层平均含水率变化Fig.3-1changeofaveragesoilmoisturecontentin0-120cmsoillayerunderdifferenttreatments3.1.2不同处理对各月份0-120cm土层平均含水率的影响图3-2是不同处理下各月份0-120cm土层平均含水率变化。由图3-2分析可知，各处理土壤含水率随深度增加呈先增后减的趋势，在60cm或80cm处取得最大值。从5月份来看，随水分调控的加重，枸杞单作0-120cm各土层含水率逐渐降低，红豆草单作和间作60cm以下各土层含水率也呈降低趋势。DHW1与DHW2处理的含水率在20cm和40cm处无差异，但均高于DHW3处理的。枸杞间作红豆草在60cm处含水率表现为JZW2＞JZW1＞JZW3，且JZW1与JZW2处理间差异不显著。在W2处理下，枸杞间作红豆草与枸杞单作的土壤含水率变化趋势一致，大小相近。从6月份来看，各处理0-120cm土层含水率均随亏水程度的加剧逐渐降低。在W1处理下，枸杞间作红豆草较枸杞单作减小了0-80cm土层的含水率。在W3处理下，枸杞间作红豆草较相应单作增加了0-20cm的含水率，其中JZW3较DGW3增加了4.75%，JZW3较DHW3增加了12.34%。但随深度加深，枸杞间作红豆草的含水率逐渐低于相应单作。从7月和8月份来看，各处理0-120cm土层含水率随水分调控的加重与6月份变化一致，均呈下降趋势。W1处理下，枸杞间作红豆草0-60cm土层含水率均低于相应单作处理的；但W3处理下，枸杞间作红豆草较枸杞单作增加了0-60cm土层的含水率。
【参考文献】

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本文编号：2876294